溪洛渡水电站人工骨料加工系统工艺改进（李贵平）

时间：2021-01-12 08:05:00　来源：柠檬阅读网本文已影响人

摘要: 水工混凝土对人工骨料生产质量要求较高。对于一定的物料，产品质量和经济性指标取决于其生产工艺。金沙江溪洛渡水电站黄桷堡人工骨料加工系统由于前期对玄武岩特性认识不足，人工砂石料常规生产工艺难以满足工程需要。为提高符合高砂率混凝土拌和用骨料生产质量和级配比例，降低生产运行成本，结合工程运行实践，对常规生产工艺进行了一定的改进，起到了很好的效果。

关键词: 人工骨料;工艺;改进设计;效果评价;溪洛渡水电站

中图分类号: TV42+ 2 文献标识码: A

1 概述

水工混凝土使用的骨料，对级配要求较高，粗骨料的超逊径、中径以及细骨料的细度模数、石粉含量、含水率等均有较严格的规定。一般情况下，骨料来源主要有天然料源筛分和采用合格石料轧制两大类。后者要求对物料特性有较为深入的了解和认识，以便选择质量保证率高、经济合理、运行可靠、调整余地较大的生产工艺。

2 工程概况

金沙江溪洛渡水电站黄桷堡人工骨料加工系统是大型骨料加工系统。采用的物料为地下洞室开挖和坝区明挖玄武岩和角砾熔岩渣料，其中角砾熔岩占20%～30%，物料特性见表1。

系统主要供应生产导流洞上游段、电站进水口、地下厂房、泄洪洞等地下洞室的混凝土拌制用骨料，以二级配泵送混凝土为主。系统招标设计小时毛料处理能力450t，成品砂石料比例为:

大石∶中石∶小石∶砂=7∶32∶28∶33

在实际运行过程中，未使用三级配，生产混凝土绝大多数为二级配泵送混凝土，所需成品砂石料比例为:

中石∶小石∶砂=28∶30∶42

由于该物料属难破碎岩石，破碎粒径越小，破碎比越小，5mm以下物料破碎十分困难，正常生产合格砂的比例不足26%，给砂石料的供应造成困难。必须对其进行工艺方面的改进，以满足质量和产量要求。

3 工艺改进

3.1 骨料加工系统设计工艺及其缺陷

黄桷堡人工骨料加工系统采用了“三段破碎、二级筛分、立冲和棒磨联合制砂、机械回收石粉”工艺。第1段破碎为开路，第2段破碎与一级筛分系统共同形成闭路，生产大石和中石，大石及超径石可循环破碎;第3段破碎与二级筛分系统共同形成闭路，生产小石、成品砂和棒磨调节料（小石或3～5mm物料），中石、小石可循环破碎。由于供应砂石料比例情况发生了重大变化，系统工艺缺陷逐渐显现出来，主要表现为:

（1）人工砂的产量达不到实际要求。

（2）由于中石由圆锥破生产，未经立式冲击破整形，针片状含量高，骨料棱角多，粒形差，对泵送混凝土泵送性能影响大。

（3）回采毛料清洁，无污染。二破后5mm以下出料，石粉含量较高，可以直接利用，但工艺要求必须进入下道工序水洗，不仅浪费了水源，还增加了石粉回收的难度和水处理的难度，人工砂含水率大，不易脱水，且大大增加了运行成本。

（4）由于玄武岩属难破碎岩石，粒径越小破碎难度越大，给棒磨机造成了巨大压力，生产过程中3～5mm物料无法全部处理，产生弃料造成浪费。

3.2 工艺改进

3.2.1 工艺改进目标

（1）增加人工砂产量;

（2）改善中石品质;

（3）降低运行成本;

（4）节约水资源。

3.2.2 工艺改进总体思路

黄桷堡人工骨料加工系统原有工艺设备配置完成，设备改进难以进行。工艺改造时首先考虑减少人工砂的流失，即在一级筛分时生产一部分半成品砂;其次是将中石进入立式冲击破碎机进行整形，同时也可增加人工砂的产量;再就是将合理调配二级筛分系统出砂筛网网眼尺寸，以降低棒磨机的生产压力。

3.2.3 工艺改进论证

（1）现场实施的可能性。根据原有工艺和现场实际，将一级筛分楼最下一层的中石筛网更换为人工砂筛网，对混合料运送胶带机方向稍做调整并增设运砂皮带机即可完成对一级筛分系统的改造。二级筛分仅架设1条运送中石入仓的胶带机即可完成改造。经测量，系统平面和空间布置可行。

（2）设备生产能力可行性。一级筛分系统圆振筛最下一层筛网生产中石的设计能力为150t/h，而生产细度模数（Fm）不大于3.0的人工砂生产能力经评估计算不小于80t/h，圆锥破生产人工砂的含量不大于60t/h，满足生产能力的要求;二级筛分系统圆振筛上层筛网的中石实际生产能力240t/h，满足中石生产能力的要求（生产能力150t/h，返回量20t/h）;皮带机的输送能力满足要求。

（3）改进后能达到的预期效果评估。经分析计算:①一级筛分采用干法出砂可直接增加产砂不少于24%，可提高石粉含量2%～3%，可减小系统生产用水量25%～30%，同时减小废水处理量25%～30%，人工砂直接成本降低8%左右;②经过立轴式冲击破碎机后生产的中石粒形会明显好转，有效降低针片状含量，降低中石的比表面积，降低用水量，可改善泵送混凝土的和易性和降低水泥用量。

不足之处为砂的针片状含量会上升和干法生产扬尘较大，需合理开机组合和采取措施降尘。

3.3 工艺改进后系统运行效果

经过工艺改造和试运行，系统运行安全可靠，砂的生产能力有了明显的提高，产品质量工艺改进的效果见表2。

通过工艺改进，使人工轧制玄武岩生产骨料级配和品质都有较大程度的提高，有效改进了单纯依靠棒磨机制砂进行细度模数调整的工艺，降低了成本消耗，降低了水电能耗和资源消耗，取得了很好的效果。

不足的是:①一级筛分采用了干法生产，生产过程中遇中雨或半成品积压后含水量过大时，人工砂的筛网网眼易发生堵塞，产砂量受到较大影响，在雨季尽量减少半成品的堆存或半成品堆场设防雨棚;②一级筛分采用干法生产，物料过分干燥时，筛分楼扬尘较大，可采用全封闭机械除降尘设施加以解决;③一级筛分系统产砂质量稍差，但通过筛网来控制其细度模数，产品质量符合水工混凝土细骨料质量标准。

4 结论和建议

（1）人工轧制生产建筑用砂石骨料时，特别要注意选择适合物料特性的生产工艺流程，从根本上改善产品质量和生产级配比例问题。

（2）鉴于国内水资源十分紧缺，人工砂石料的加工可采用干法生产为主、水洗配合为辅的生产工艺（因石粉超标可通过水洗去除），同时可减小废水处理的难度。干法生产要求开采料源清洁、不受污染;工艺上要求对半成品进行防雨处理。

对于干法生产产生的扬尘问题，可采用除尘设备等工艺技术措施进行控制。

（3）对于泵送混凝土，人工轧制骨料时应控制人工砂的细度模数，还应对骨料进行整形处理，以提高混凝土的施工性能和力学性能。

作者简介: 李贵平，男，武警水电三峡工程指挥部，工程师。

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